Biogas
Was ist Biogas?
Biogas entsteht in speziellen Biogasanlagen durch die Vergärung organischer Stoffe wie z. B. Gülle. Die Zugabe nachwachsender Rohstoffen oder Lebensmittelabfälle, der Co-Fermentate, erhöht den Biogasertrag. 2006 wurden in Deutschland 22 370 GWh an Biogasenergie erzeugt.
Das grüne Gas besteht aus 50 bis 75 Vol% Methan, 25 bis 50 Vol% Kohlendioxid sowie Sauerstoff, Stickstoff und Schwefelwasserstoff und dient auf umweltschonende Weise der Erzeugung von Strom und Wärme.
Wie wird Biogas erzeugt?
Organische Rohstoffe wie Bioabfall, Klärschlamm, Gülle, Fette oder Energiepflanzen werden luftdicht in den Gärbehälter einer Biogasanlage, den Fermenter, gegeben. An der Entstehung des grünen Gases sind anaerobe Mikroorganismen beteiligt, die am besten bei Temperaturen von 37 oder 55 °C arbeiten.
Die qualitative Zusammensetzung und Anzahl dieser Bakterien hängt von der Form der Rohstoffe, pH-Wert, Temperatur und dem generellen Prozess der Faulung ab. Für einen hohen Methan-Anteil muss das Ausgangssubstrat mindestens zur Hälfte aus Wasser bestehen.
Wie funktioniert der Stoffabbau?
Bei der Hydrolyse (Aufspaltung größerer Moleküle durch Wasser) entstehen lösliche Abbauprodukte, – Proteine werden beispielsweise in Aminosäuren und Peptide zerlegt. Die Mikroorganismen wirken als Katalysatoren. Gleichzeitig findet die Fermentation statt, bei der u. a. bis zu 20 % der gesamten Essigsäure sowie Alkohole wie Ethanol entstehen. Schließlich wird die Essigsäure bei der Methanogenese in Methan umgewandelt.
Für ein Fortschreiten des Faulungsprozesses wird die Hälfte der entstandenen Abwärme für den Betrieb der Anlage genutzt, um die Temperatur konstant zu halten. Bei Trockenfermentationen werden lediglich 10 % der erzeugten Wärme benötigt, – man kann daher die übrige Abwärme ganzjährig für andere Heizzwecke wie die Beheizung von Gebäuden oder das Trocknen von Getreide einsetzen.
Biogas im Alltag
Das grüne Gas kommt hauptsächlich in Blockheizkraftwerken zum Einsatz. Zuvor muss das Ausgangsgemisch um seinen Wasseranteil erleichtert, also getrocknet werden; der schädliche Schwefelanteil kann z. B. durch Zufügen von Frischluft neutralisiert oder mittels Entschwefelungsfilter gereinigt werden.
Ein Verbrennungsmotor verwertet das entstandene Produkt, um einen Generator zur Erzeugung von Strom anzutreiben, der dann ins Netz eingespeist wird. Die Die enthaltene Restwärme von Abgase und Motorenkühlwasser lässt sich nützlich zurückgewinnen.
Biogas kann aufbereitet und ins Erdgasnetz eingespeist werden oder als Treibstoff für entsprechende Fahrzeuge dienen, auch ohne dass am Standort der Anlage ein Wärmeabnehmer erforderlich ist.
Das vergorene organische Material kann als hochwertiger Dünger mit guter Stickstoffverfügbarkeit weiterverwertet werden und ist in seiner chemischen Zusammensetzung deutlich weniger aggressiv als Rohgülle.
Vorteile von Biogas
Biogas nutzt nachwachsende Rohstoffe, die direkt vor Ort verfügbar sind. Hiermit wird eine dezentrale Energieversorgung begünstigt, die Regelenergie bereitstellen kann. Seine Leistung lässt sich steuern und dem jeweiligen Bedarf anpassen. Pflanzenteile aus dem Biolandbau wie z. B. Kleegras können wirtschaftlich genutzt werden. Und: Der CO2-Ausstoß ist nahezu neutral.
Auch bei größerem Investitionsaufwand lohnt sich eine Biogasanlage: Nutzt man eine abgestimmte Zusammensetzung von Substratpflanzen, lassen sich die Kosten in Grenzen halten.
Gasdichte Anlagen sind klimafreundlich. Und sofern der Betreiber beim Anbau von Energiepflanzen Monokulturen vermeidet, handelt er mit einer Biogasanlage ökologisch sinnvoll.
Grünes Gas trägt als regenerativer Energieträger für die Strom- und Wärmeerzeugung zu vielfältigen positiven Effekten für eine Gesellschaft bei, die vorausschauend um eine nachhaltige, zukunftsträchtige Energieversorgung bemüht ist.
